Plattenwärmetauscher

Plattenwärmetauscher – eine spezielle Form der Wärmeübertragung

Bei einem Plattenwärmetauscher handelt es sich um eine spezielle Bauform eines Wärmeübertragers. Plattenwärmetauscher bestehen aus mehreren Schichten gelöteter, lasergeschweißter oder miteinander verschraubter Metallplatten. Die Fließrichtung (Gegenstrom, Gleichstrom, Kreuzstrom) entscheidet darüber, wie viel Energie von dem einen in das andere Medium übergeht.

Was ist ein Plattenwärmetauscher?

Plattenwärmetauscher kommen in der Heizungstechnik zum Einsatz und übertragen Wärme von Fluid zu Fluid. Er setzt sich aus mehreren Kanälen zusammen, durch die Flüssigkeiten oder Gase getrennt voneinander hindurchströmen. Bei diesem Prozess geht die thermische Energie vom höheren zum niederen Niveau über, das heißt vom wärmeren zum kälteren – es findet also ein Wärmeaustausch statt.

Wie funktioniert ein Plattenwärmetauscher?

Ein Plattenwärmetauscher besteht aus gelöteten oder miteinander verschraubten Metallplatten, die in Schichten angeordnet sind. Diese Metallplatten setzen sich aus wärmeleitendem Edelstahl zusammen, das gelötet ist und gleichzeitig vor Korrosion schützt. Die einzelnen Platten weisen ein wellenförmiges Muster auf, wodurch sich Zwischenräume ergeben. In diesen Zwischenräumen findet letztlich der Wärmeaustausch zwischen dem aufzuwärmenden und dem wärmeabgebenden Medium statt.

Die Fließrichtung der Ströme ist ausschlaggebend dafür, wie viel Energie letztlich von einem Medium in das andere übergeht. Es wird zwischen drei Strömungen unterschieden:

• Gegenstrom: Beide Strömungen fließen aufeinander zu und schließlich aneinander vorbei. Bei gleicher Austauschfläche ist hier die größte Wärmeübertragung möglich.
• Gleichstrom: Beide Strömungen fließen in dieselbe Richtung. Beide Temperaturen gleichen sich an und liegen somit immer zwischen den Ausgangstemperaturen.
• Kreuzstrom: Die Strömungen kreuzen sich. Kreuzstrom kommt vor allem dann zum Einsatz, wenn der Strom eine bestimmte, festgelegte Temperatur erreichen soll.

Unterschiede im Aufbau

Die Funktionsweise eines Plattenwärmetauschers ist immer gleich, im Aufbau gibt es jedoch vereinzelt Unterschiede. So variiert häufig nicht nur die Anzahl der verschiedenen Platten; auch die Größe, das Material und die Prägung können sich unterscheiden. Zudem sind die einen Platten fest verlötet, während die anderen durch Schrauben zusammengehalten werden. Wer über einen Plattenwärmetauscher mit der verschraubten Variante verfügt, kann den Wärmeübertrager problemlos erweitern. Das ist vor allem dann praktisch, wenn eine höhere Wärmeleistung gewünscht ist.

Darüber hinaus ist es möglich, dass die einzelnen Elemente des Plattenwärmetauschers aus lasergeschweißten Bauteilen bestehen. Durch diesen Aufbau werden diese dicht miteinander verbunden und anschließend zu einem Wärmeübertrager zusammenschraubt.

Plattenwärmetauscher: Die Materialien

Insbesondere in der Heizungstechnik zählen gelötete Plattenwärmetauscher zu den am häufigsten verwendeten Materialien. Diese gelöteten Bauteile bestehen entweder aus Kupfer, Nickel oder Edelstahl. Welches Material genutzt wird, hängt zum einen vom gewünschten Temperaturbereich ab und zum anderen davon, woraus die Rohre im Heizungssystem bestehen. Letztlich entscheidet also vor allem das Einsatzgebiet darüber, welches Material jeweils am besten geeignet ist.

Einsatzgebiete für Plattenwärmetauscher

Plattenwärmetauscher kommen vor allem als Anlagen in der Industrie und bei Heizungen zum Einsatz. Aber auch viele kälte- und klimatechnische Anlagen verwenden Wärmeübertrager mit verbundenen Platten. Ein weiteres Beispiel sind Trinkwasser-Wärmeübertrager, deren Aufgabe es ist zu verhindern, dass sich Heiz- und Trinkwasser vermischen.

Ähnlich fungieren Plattenwärmetauscher bei einer Flächenheizung. Hier bietet der Wärmeübertrager dem Heizkessel Schutz vor Ablagerungen und Sauerstoff. Auch bei Frischwasserstationen in Mehrfamilienhäusern finden Plattenwärmetauscher Verwendung; dort sorgen sie für eine getrennte Hydraulik in der Haus- und Wohnungsverteilung. Weitere Einsatzgebiete für Plattenwärmetauscher sind Übertragungsstationen für Fern- und Nahwärme sowie Ladestationen für solarthermische Anlagen.